UNIST(울산과학기술원·총장 이용훈)는 에너지 및 화학공학부 이동욱 교수팀이 리그닌 분자의 뭉침과 퍼짐을 결정하는 힘이 ‘소수성 상호작용’이라는 것을 밝혀내고, 이를 조절할 방법을 제시했다고 30일 밝혔다.
폐목재 등에 많이 포함된 리그닌은 목재의 30~40%를 차지하는 고분자 물질로, 식물 세포벽의 주성분이다. 바이오 연료나 종이를 생산하는 과정에서 많이 나오며, 연간 생산량이 약 5000만t에 이르지만 대부분 폐기되거나 단순한 땔감으로 사용됐다.
연구진은 아주 가까운 거리 간의 힘을 측정하는 장비(SFA)를 이용해, 수용액에 있는 리그닌에 작용하는 여러 가지 힘을 측정했다. 그 결과 리그닌의 응집력에는 물을 싫어하는 물질끼리 뭉치려는 힘, 즉 ‘소수성 상호작용’이 가장 큰 영향을 줬다.
이외에도 리그닌이 포함된 수용액에 전하를 띄는 ‘염’을 넣어주면, 리그닌의 응집력을 조절할 수 있음을 밝혀냈다.
연구팀은 이 원리를 이용해 ‘활성탄’의 강도를 높이는 데도 성공했다. 활성탄은 각종 석유화학공정에서 액상에 포함된 독성물질을 흡착해 제거하는 역할을 한다. 이때 빠른 유속 때문에 활성탄 입자가 풀어질 수 있는데, 이를 ‘리그닌-활성탄 복합체’로 해결한 것이다. 연구팀은 복합체를 만드는 과정에서 염의 농도를 조절해 다양한 강도를 구현하고 이를 정량화했다. 김봉출기자
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